JP4708734B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明はズームレンズに関し、例えば、デジタルスチルカメラの撮影光学系に好適なものである。
近年、ＣＣＤセンサ等の固体撮像素子を用いて静止画を撮影する、所謂デジタルスチルカメラが注目を集めている。デジタルスチルカメラ用の撮影光学系としては、カメラのコンパクト化を実現するため、レンズ全長の極めて短い光学系が要求されている。又、静止画の特性上、広画角であることが望ましい。
コンパクト化を追求したデジタルスチルカメラの撮影光学系として用いられるズームレンズとしては、負群が先行するネガティブリードタイプのレンズ系が知られている。ネガティブリードタイプのレンズ系の例として、特許文献１〜６には、最も物体側に配置された負の屈折力のレンズ群の像側に、１〜３つの正の屈折力のレンズ群が配置されたズームレンズが開示されている。
デジタルスチルカメラに用いられる撮影光学系は、固体撮像素子に起因したシェーディングを少なくするために、最も像側に正の屈折力のレンズ群を配置し、テレセントリックな光学特性とするレンズ配置が主流である。しかし、近年の固体撮像素子の進歩により、射出瞳距離が従来に比して短いレンズ系であってもシェーディング特性が良好な固体撮像素子が出現しつつある。このような固体撮像素子に用いるレンズ系を想定した場合、最も像側のレンズ群を正の屈折力としなければならないという制限から開放され、更にコンパクトなレンズ系を実現できる可能性がある。
最も像側のレンズ群が負の屈折力であるネガティブリードタイプのレンズ系として、例えば特許文献７〜１３に、物体側より順に、負、正、負の屈折力の３つレンズ群を有するズームレンズが開示されている。
特公平６−６６００８号公報
特公平７−５２２５６号公報
米国特許５４３４７１０号明細書
特開昭６０−３１１１０号明細書
特開平１０−１０４５２０号公報
特開平１１−２３９６７号公報
特開平２−６３００７号公報
特開平７−７７６５５号公報
特開平８−１７９２０９号公報
特開平１１−２１１９８５号公報
特開平９−１１３８０９号公報
米国特許４９３６６６１号明細書
特開平８−３２０４３５号公報
しかしながら、特許文献７〜１２に開示されたズームレンズは、フィルムカメラ用の撮影光学系であり、射出瞳が像面から相当に近い構成になっている。したがって、いくらシェーディング特性が良好な固体撮像素子に使用することを想定するとはいえ、固体撮像素子に入射する軸外光線の角度がきつくなり過ぎて、デジタルスチルカメラ用の撮影光学系としては不向きである。また、これらに開示されたズームレンズは、レンズ枚数が比較的多く、コンパクトな構成には限界がある。
一方、特許文献１３に開示されたズームレンズは、固体撮像素子上に像を形成するためのレンズ系であるが、第３レンズ群の負の屈折力が弱く、短い射出瞳距離を許容する固体撮像素子を想定した場合には、まだまだ小型化の余地が残る。
本発明は、シェーディングの特性の改善された固体撮像素子を想定し、その固体撮像素子用の光学系として好適で、非常にコンパクトなズームレンズを実現することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群をより構成され、又は、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２ａレンズ群と正の屈折力の第２ｂレンズ群より構成され、ズーミングに際して該第２ａレンズ群と第２ｂレンズ群との間隔が変化するように構成された、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群をより構成され、ズーミングに際し前記第１、２、３レンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、望遠端での前記第２レンズ群の結像倍率をβ２Ｔ、広角端での前記第２レンズ群の結像倍率をβ２Ｗ、望遠端での前記第３レンズ群の結像倍率をβ３Ｔ、広角端での前記第３レンズ群の結像倍率をβ３Ｗ、広角端での全系の焦点距離をｆＷ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、望遠端から広角端までの全ズーム範囲において、
０．４０＜Ｚ３／Ｚ２＜０．８２
−０．６７＜ｆＷ／ｆ３＜−０．５３
−０．９＜ｆ２／ｆ３≦−０．６４４
但し、Ｚ２＝β２Ｔ／β２Ｗ
Ｚ３＝β３Ｔ／β３Ｗ
なる条件を満足することを特徴としている。
０．４０＜Ｚ３／Ｚ２＜０．８２
−０．６７＜ｆＷ／ｆ３＜−０．５３
−０．９＜ｆ２／ｆ３≦−０．６４４
但し、Ｚ２＝β２Ｔ／β２Ｗ
Ｚ３＝β３Ｔ／β３Ｗ
なる条件を満足することを特徴としている。
本発明によれば、非常にコンパクトなズームレンズを実現できる。
以下に図面を用いた本発明の実施例について説明する。
図１，３，５，７，９はそれぞれ実施例１〜５のズームレンズの断面図である。図２，４，６，８，１０はそれぞれ実施例１〜５のズームレンズの収差図であり、（ａ）が広角端の状態、（ｂ）が中間のズーム位置の状態、（ｃ）が望遠端での状態である。
各レンズ断面図において、左方が被写体側（前方）で、右方が像側（後方）である。Ｌ１は負の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は負の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群である。Ｌ２ａ，Ｌ２ｂはそれぞれ第２レンズ群Ｌ２を構成する正の屈折力の第２ａレンズ群、正の屈折力の第２ｂレンズ群である。ＳＰは開口絞りであり、第２レンズ群Ｌ２の前方に配置している。Ｇは光学的ローパスフィルター、赤外カットフィルター、カバーガラス等の光路中に存在する平行平板に対応して設計上設けたガラスブロックである。
収差図において、ｄ，ｇは各々ｄ線及びｇ線、ΔＭはメリディオナル像面、ΔＳはサジタル像面、倍率色収差はｇ線によって表している。
各実施例のズームレンズは、広角端に対し望遠端での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が小さく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が大きくなるように、広角端から望遠端のズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１は像側凸状の軌跡の一部を描くように、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３は物体側に移動している。
各実施例のズームレンズでは、第２レンズ群Ｌ２の移動により主な変倍を行い、第１レンズ群の略往復運動及び第３レンズ群の物体側への移動により変倍に伴う像点の移動を補正している。
また、開口絞りＳＰを第２レンズ群Ｌ２の最も物体側に置き、広角端側での入射瞳と第１レンズ群Ｌ１との距離を縮めることで第１レンズ群Ｌ１を構成するレンズの外径の増大を抑えると共に、開口絞りＳＰを挟んで第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３とで軸外の収差を打ち消すことで構成レンズ枚数を増やさずに良好な光学性能を得ている。
各実施例のズームレンズは、第１レンズ群が少なくとも１枚の負レンズと１枚の正レンズを有し、第２レンズ群Ｌ２が、物体側より順に、正レンズと負レンズの接合した全体として正の屈折力の接合レンズ、正レンズを有し、第３レンズ群が２枚の負の接合レンズを有している。
次に各実施例毎に各レンズ群の具体的な構成について説明する。
実施例１〜４では、第１レンズ群Ｌ１を、物体側から像側へ順に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＧ１、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ２の２枚で構成している。正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を、物体側から像側へ順に、物体側が凸面の正レンズＧ３と像側が凹面の負レンズＧ４とを接合した接合レンズ、両凸形状の正レンズＧ５の３枚で構成している。第３レンズ群Ｌ３を、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ６と物体側が凹形状の負レンズＧ７とを接合した接合レンズで構成している。
実施例５では、実施例１〜４と同様の第１レンズ群Ｌ１〜第３レンズ群Ｌ３に加え、第４レンズ群Ｌ４を正の単レンズＧ８で構成している。
以上のように、各実施例のズームレンズにおいては、各レンズ群を所望の屈折力配置と収差補正を両立するレンズ構成とすることにより良好な光学性能を保ちつつ、レンズ系全体のコンパクト化を達成している。
次に各実施例全体にわたる一般的な特徴について説明する。
第１レンズ群Ｌ１は、軸外主光線を開口絞りＳＰの中心に結像させる役割を持っており、特に広角側においては軸外主光線の屈折量が大きいために軸外諸収差、特に非点収差と歪曲収差が発生しやすい。そこで、各実施例では、通常の広角レンズと同様、第１レンズ群Ｌ１を最も物体側のレンズ径の増大が抑えられる負レンズＧ１と正レンズＧ２の構成としている。そして必要に応じて負レンズＧ１の像側のレンズ面をレンズ周辺で負の屈折力が弱くなる形状の非球面とすることにより、非点収差と歪曲収差をバランス良く補正すると共に、２枚という少ないレンズ枚数で第１レンズ群Ｌ１を構成し、レンズ全体のコンパクト化に寄与している。
次に第２レンズ群Ｌ２は、そのレンズ群中の最も物体側に相対的に屈折力が強い（像側に比して強い）凸面を有する両凸形状の正レンズＧ３を配置し、第１レンズ群Ｌ１を射出した軸外主光線の屈折角を少なくし、軸外諸収差の発生が少ないレンズ形状としている。この正レンズＧ３は軸上光線の通る高さが高いレンズであり、主に球面収差コマ収差の補正に関与しているレンズである。
また、各実施例においては、正レンズＧ３の物体側のレンズ面をレンズ周辺で正の屈折率が弱くなる形状の非球面としている。これによれば、球面収差、コマ収差を良好に補正することが容易になる。
次に正レンズＧ３の像側に接合して配置された負レンズＧ４は像側を凹面としている。そしてこの負レンズＧ４に続いて像側に配置された正レンズＧ５の物体側レンズ面を凸面とすることにより、球面収差の補正を行なっている。この構成は所謂トリプレットタイプであり、この構成にすることにより収差を良好に補正している。さらに、両凸形状の正レンズＧ３と両凹形状の負レンズＧ４とを接合レンズとすることにより、沈胴時のレンズ全長の短縮に寄与している。
次に第３レンズ群Ｌ３は物体側に凹面を向けた正のメニスカスレンズＧ６と物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズＧ７とを接合した接合レンズとすることにより光線を極端に屈折させることなく、ズーム全域での諸収差の補正に寄与している。特に接合レンズとすることにより、軸上色収差、倍率色収差を良好に補正すると共に、沈胴時のレンズ全長の短縮に寄与している。
また、フォーカスは第３レンズ群Ｌ３を移動させて行っている。第３レンズ群Ｌ３は、小型軽量のため迅速なるフォーカスを容易にし、かつ、レンズ構成を適切に設定することにより、フォーカスの際の収差変動を少なくなるようにしている。
本実施例では第２レンズ群を１つのレンズ群として取り扱っているが、実施例４では第２ａレンズ群Ｌ２ａと第２ｂレンズ群Ｌ２ｂとの間隔がズーミングに際して変化している。このような場合、物体側から順に、負、正、正、負の屈折力の４つのレンズ群より成るズームレンズとして考えることもできる。
次に各実施例が満足している好ましい条件について説明する。
望遠端での第２レンズ群Ｌ２の結像倍率をβ２Ｔ、広角端での第２レンズ群Ｌ２の結像倍率をβ２Ｗ、望遠端での第３レンズ群Ｌ３の結像倍率をβ３Ｔ、広角端での第３レンズ群Ｌ３の結像倍率をβ３Ｗ、広角端での全系の焦点距離をｆＷ、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、第３レンズ群の最も物体側の面の曲率半径をＲ１ａ、最も像側の面の曲率半径をＲ２ｂとするとき、望遠端から広角端までの全ズーム範囲において、
０．４０＜Ｚ３／Ｚ２＜０．８２ …（１）
−０．６７＜ｆＷ／ｆ３＜−０．５３ …（２）
−０．９＜ｆ２／ｆ３≦−０．６４４ …（３）
−４＜（Ｒ１ａ＋Ｒ２ｂ）／（Ｒ１ａ−Ｒ２ｂ）＜０…（４）
なる条件を満足している。
但し、Ｚ２＝β２Ｔ／β２Ｗ
Ｚ３＝β３Ｔ／β３Ｗ
であり、実施例４のようにズーミングに際し、第２ａレンズ群Ｌ２ａと第２ｂレンズ群Ｌ２ｂの間隔が変化する場合には、
β２Ｗ＝β２ａＷ・β２ｂＷ
β２Ｔ＝β２ａＴ・β２ｂＴ、
である。また、条件式（３）中のｆ２は広角端での第２レンズ群Ｌ２の焦点距離である。
０．４０＜Ｚ３／Ｚ２＜０．８２ …（１）
−０．６７＜ｆＷ／ｆ３＜−０．５３ …（２）
−０．９＜ｆ２／ｆ３≦−０．６４４ …（３）
−４＜（Ｒ１ａ＋Ｒ２ｂ）／（Ｒ１ａ−Ｒ２ｂ）＜０…（４）
なる条件を満足している。
但し、Ｚ２＝β２Ｔ／β２Ｗ
Ｚ３＝β３Ｔ／β３Ｗ
であり、実施例４のようにズーミングに際し、第２ａレンズ群Ｌ２ａと第２ｂレンズ群Ｌ２ｂの間隔が変化する場合には、
β２Ｗ＝β２ａＷ・β２ｂＷ
β２Ｔ＝β２ａＴ・β２ｂＴ、
である。また、条件式（３）中のｆ２は広角端での第２レンズ群Ｌ２の焦点距離である。
条件式（１）は、第２レンズ群Ｌ２の結像倍率と第３レンズ群Ｌ３の結像倍率に関し、ズーミングに伴う収差変動を少なくしつつ所定のズーム比を効果的に得るためのものである。条件式の上限値を超えて第３レンズ群Ｌ３の結像倍率と第２レンズ群Ｌ２の結像倍率の比が大きくなると、第３レンズ群Ｌ３の移動量が増大するため、コンパクト化が困難となる。また条件式の上限値を超えて第３レンズ群Ｌ３の結像倍率と第２レンズ群Ｌ２の結像倍率の比が小さくなると、第３レンズ群Ｌ３の移動量が減少し、それに伴い所定のズーム比を確保するために第２レンズ群Ｌ２の屈折力を大きくしなければならなくなるため、諸収差が大きく発生し、補正困難となる。
条件式（１）を更に好ましくは次のごとく設定するのが良い。
０．６０ ＜ Ｚ３／Ｚ２ ＜ ０．７８ …（１ａ）
条件式（２）は、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を規定するものである。上限を越えて第３レンズ群Ｌ３の屈折力が強くなると、第３レンズ群Ｌ３で発生する諸収差の補正が困難となるため良くない。また下限を超えて第３レンズ群Ｌ３の屈折力が弱くなると、第３レンズ群Ｌ３の移動量が増大するため、コンパクト化が困難となるため良くない。
条件式（２）は、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を規定するものである。上限を越えて第３レンズ群Ｌ３の屈折力が強くなると、第３レンズ群Ｌ３で発生する諸収差の補正が困難となるため良くない。また下限を超えて第３レンズ群Ｌ３の屈折力が弱くなると、第３レンズ群Ｌ３の移動量が増大するため、コンパクト化が困難となるため良くない。
条件式（３）は、第３レンズ群Ｌ３に対する第２レンズ群Ｌ２の焦点距離の比を規定するものである。下限を越えると、第２レンズ群Ｌ２の相対的な屈折力が強くなるため、第２レンズ群で発生する諸収差が増大し、これを補正するために第３レンズ群Ｌ３のレンズ構成枚数を多くする必要がある。また、広角端でのバックフォーカスを含むレンズ全長を短くすることが困難となり、コンパクト化に不向きとなる。上限を超えると、第２レンズ群の屈折力が相対的に弱くなるため、所定のズーム比を稼ぐための第２レンズ群Ｌ２の移動量が大きくなり、コンパクト化にするには困難となる。
条件式（３）を更に好ましくは次のごとく設定するのが良い。
−０．８０＜ｆ２／ｆ３≦−０．６４４ …（３ａ）
条件式（４）は、第３レンズ群Ｌ３のレンズ形状と規定するものである。下限値を超えてＲ１，Ｒ２の曲率が緩く（曲率半径が大きく）なると、第１レンズ群Ｌ１で発生した非点収差を補正するのが困難となると共に、第３レンズ群Ｌ３の屈折力が弱くなるため所定のズーム比を稼ぐための第２レンズ群Ｌ２の移動量が大きくなりコンパクト化が困難となる。また、上限値を超えると、第３レンズ群Ｌ３の屈折力が増大するため、諸収差が増大し、補正が困難である。
条件式（４）は、第３レンズ群Ｌ３のレンズ形状と規定するものである。下限値を超えてＲ１，Ｒ２の曲率が緩く（曲率半径が大きく）なると、第１レンズ群Ｌ１で発生した非点収差を補正するのが困難となると共に、第３レンズ群Ｌ３の屈折力が弱くなるため所定のズーム比を稼ぐための第２レンズ群Ｌ２の移動量が大きくなりコンパクト化が困難となる。また、上限値を超えると、第３レンズ群Ｌ３の屈折力が増大するため、諸収差が増大し、補正が困難である。
条件式（４）を更に好ましくは次のごとく設定するのが良い。
−３．３ ＜（Ｒ１ａ＋Ｒ２ｂ）／（Ｒ１ａ−Ｒ２ｂ）＜ −１．０…（４ａ）
次に実施例１〜５に対応する数値実施例１〜５の数値データを示す。数値実施例において、ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。ｉは物体側より数えた順序を示し、Ｒｉは第ｉ番目の面の曲率半径、Ｄｉは第ｉ番目の面と第（ｉ＋１）番目の面との軸上間隔、Ｎｉとνｉは各々第ｉ番目の材料のｄ線を基準とした屈折率とアッベ数である。
次に実施例１〜５に対応する数値実施例１〜５の数値データを示す。数値実施例において、ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。ｉは物体側より数えた順序を示し、Ｒｉは第ｉ番目の面の曲率半径、Ｄｉは第ｉ番目の面と第（ｉ＋１）番目の面との軸上間隔、Ｎｉとνｉは各々第ｉ番目の材料のｄ線を基準とした屈折率とアッベ数である。
非球面形状は、光の進行方向を正とし、Ｘを光軸方向の面頂点からの変位量、ｈを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、Ｒを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ｂ〜Ｅを各々非球面係数とするとき、
なる式で表している。なお「ｅ±Ｚ」は「×１０±Ｚ」を意味する。
又前述の各条件式と数値実施例の関係を表１に示す。
（数値実施例１）
f=7.90〜22.80 Fno=2.88〜5.40 2ω=58.2°〜21.8°
R 1 = 43.162 D 1 = 1.60 N 1 = 1.882997 ν1 = 40.8
R 2 = 5.884 D 2 = 1.77
R 3 = 9.236 D 3 = 2.00 N 2 = 1.846659 ν2 = 23.8
R 4 = 22.079 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = 0.80
R 6 = 10.245 D 6 = 1.85 N 3 = 1.730770 ν3 = 40.5
R 7 = -14.052 D 7 = 1.49 N 4 = 1.805181 ν4 = 25.4
R 8 = 16.243 D 8 = 0.65
R 9 = 9.399 D 9 = 2.19 N 5 = 1.487490 ν5 = 70.2
R10 = -8.783 D10 = 可変
R11 = -8.609 D11 = 2.00 N 6 = 1.683780 ν6 = 31.1
R12 = -4.707 D12 = 0.90 N 7 = 1.834807 ν7 = 42.7
R13 = -28.336 D13 = 可変
R14 = ∞ D14 = 2.50 N 8 = 1.516330 ν8 = 64.1
R15 = ∞
焦点距離 7.90 19.54 22.80
可変間隔
D 4 15.67 2.84 1.62
D10 5.29 5.41 5.42
D13 2.32 9.85 12.01
非球面係数
第２面
K=-2.10511e+00 B=1.02674e-03 C=-8.05830e-06 D=1.81985e-07 E=-1.88503e-09
第６面
K=-2.74577e+00 B=-6.96190e-05 C=-6.50190e-06 D=-3.97618e-07 E=4.13964e-09
第１１面
K=0.00000e+00 B=-7.30352e-04 C=-9.64426e-05 D=1.19573e-05 E=-8.58288e-07
f=7.90〜22.80 Fno=2.88〜5.40 2ω=58.2°〜21.8°
R 1 = 43.162 D 1 = 1.60 N 1 = 1.882997 ν1 = 40.8
R 2 = 5.884 D 2 = 1.77
R 3 = 9.236 D 3 = 2.00 N 2 = 1.846659 ν2 = 23.8
R 4 = 22.079 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = 0.80
R 6 = 10.245 D 6 = 1.85 N 3 = 1.730770 ν3 = 40.5
R 7 = -14.052 D 7 = 1.49 N 4 = 1.805181 ν4 = 25.4
R 8 = 16.243 D 8 = 0.65
R 9 = 9.399 D 9 = 2.19 N 5 = 1.487490 ν5 = 70.2
R10 = -8.783 D10 = 可変
R11 = -8.609 D11 = 2.00 N 6 = 1.683780 ν6 = 31.1
R12 = -4.707 D12 = 0.90 N 7 = 1.834807 ν7 = 42.7
R13 = -28.336 D13 = 可変
R14 = ∞ D14 = 2.50 N 8 = 1.516330 ν8 = 64.1
R15 = ∞
焦点距離 7.90 19.54 22.80
可変間隔
D 4 15.67 2.84 1.62
D10 5.29 5.41 5.42
D13 2.32 9.85 12.01
非球面係数
第２面
K=-2.10511e+00 B=1.02674e-03 C=-8.05830e-06 D=1.81985e-07 E=-1.88503e-09
第６面
K=-2.74577e+00 B=-6.96190e-05 C=-6.50190e-06 D=-3.97618e-07 E=4.13964e-09
第１１面
K=0.00000e+00 B=-7.30352e-04 C=-9.64426e-05 D=1.19573e-05 E=-8.58288e-07
（数値実施例２）
f=7.90〜22.80 Fno=2.88〜5.35 2ω＝58.2°〜21.8°
R 1 = 94.602 D 1 = 1.60 N 1 = 1.882997 ν1 = 40.8
R 2 = 5.999 D 2 = 1.45
R 3 = 9.486 D 3 = 2.00 N 2 = 1.805181 ν2 = 25.4
R 4 = 37.373 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = 0.80
R 6 = 10.658 D 6 = 1.82 N 3 = 1.802380 ν3 = 40.6
R 7 = -28.466 D 7 = 1.51 N 4 = 1.846660 ν4 = 23.9
R 8 = 13.869 D 8 = 0.69
R 9 = 8.936 D 9 = 2.35 N 5 = 1.487490 ν5 = 70.2
R10 = -8.791 D10 = 可変
R11 = -6.441 D11 = 2.00 N 6 = 1.683780 ν6 = 31.1
R12 = -4.141 D12 = 0.90 N 7 = 1.882997 ν7 = 40.8
R13 = -13.262 D13 = 可変
R14 = ∞ D14 = 2.50 N 8 = 1.516330 ν8 = 64.1
R15 = ∞
焦点距離 7.90 19.51 22.80
可変間隔
D 4 16.01 2.72 1.42
D10 5.77 5.96 6.00
D13 1.64 8.88 10.94
非球面係数
第２面
K=-2.68398e+00 B=1.26038e-03 C=-2.08003e-05 D=4.46814e-07 E=-4.86921e-09
第６面
K=-2.42518e+00 B=-1.05442e-04 C=-4.69148e-06 D=-4.69208e-07 E=9.88667e-09
第１１面
K=0.00000e+00 B=-3.66437e-04 C=-1.18989e-04 D=1.57970e-05 E=-1.05192e-06
f=7.90〜22.80 Fno=2.88〜5.35 2ω＝58.2°〜21.8°
R 1 = 94.602 D 1 = 1.60 N 1 = 1.882997 ν1 = 40.8
R 2 = 5.999 D 2 = 1.45
R 3 = 9.486 D 3 = 2.00 N 2 = 1.805181 ν2 = 25.4
R 4 = 37.373 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = 0.80
R 6 = 10.658 D 6 = 1.82 N 3 = 1.802380 ν3 = 40.6
R 7 = -28.466 D 7 = 1.51 N 4 = 1.846660 ν4 = 23.9
R 8 = 13.869 D 8 = 0.69
R 9 = 8.936 D 9 = 2.35 N 5 = 1.487490 ν5 = 70.2
R10 = -8.791 D10 = 可変
R11 = -6.441 D11 = 2.00 N 6 = 1.683780 ν6 = 31.1
R12 = -4.141 D12 = 0.90 N 7 = 1.882997 ν7 = 40.8
R13 = -13.262 D13 = 可変
R14 = ∞ D14 = 2.50 N 8 = 1.516330 ν8 = 64.1
R15 = ∞
焦点距離 7.90 19.51 22.80
可変間隔
D 4 16.01 2.72 1.42
D10 5.77 5.96 6.00
D13 1.64 8.88 10.94
非球面係数
第２面
K=-2.68398e+00 B=1.26038e-03 C=-2.08003e-05 D=4.46814e-07 E=-4.86921e-09
第６面
K=-2.42518e+00 B=-1.05442e-04 C=-4.69148e-06 D=-4.69208e-07 E=9.88667e-09
第１１面
K=0.00000e+00 B=-3.66437e-04 C=-1.18989e-04 D=1.57970e-05 E=-1.05192e-06
（数値実施例３）
f=7.90〜22.80 Fno2.88〜5.29 2ω＝＝58.2°〜21.8°
R 1 = 63.389 D 1 = 1.60 N 1 = 1.882997 ν1 = 40.8
R 2 = 6.039 D 2 = 1.44
R 3 = 9.501 D 3 = 2.00 N 2 = 1.846660 ν2 = 23.8
R 4 = 26.526 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = 0.80
R 6 = 10.550 D 6 = 1.82 N 3 = 1.802380 ν3 = 40.6
R 7 = 133.792 D 7 = 1.51 N 4 = 1.922860 ν4 = 18.9
R 8 = 14.577 D 8 = 0.48
R 9 = 8.396 D 9 = 2.35 N 5 = 1.487490 ν5 = 70.2
R10 = -9.786 D10 = 可変
R11 = -6.069 D11 = 2.00 N 6 = 1.683780 ν6 = 31.1
R12 = -3.987 D12 = 0.90 N 7 = 1.834807 ν7 = 42.7
R13 = -11.791 D13 = 可変
R14 = ∞ D14 = 2.50 N 8 = 1.516330 ν8 = 64.1
R15 = ∞
焦点距離 7.90 19.49 22.80
可変間隔
D 4 16.03 2.85 1.54
D10 5.74 6.11 6.18
D13 1.87 9.02 11.08
非球面係数
第２面
K=-2.63008e+00 B=1.21282e-03 C=-1.64397e-05 D=3.12136e-07 E=-2.90239e-09
第６面
K=-1.91705e+00 B=-1.12797e-04 C=-2.09017e-06 D=-4.86205e-07 E=1.33694e-08
第１１面
K=0.00000e+00 B=-3.67767e-04 C=-1.46352e-04 D=2.15093e-05 E=-1.46210e-06
f=7.90〜22.80 Fno2.88〜5.29 2ω＝＝58.2°〜21.8°
R 1 = 63.389 D 1 = 1.60 N 1 = 1.882997 ν1 = 40.8
R 2 = 6.039 D 2 = 1.44
R 3 = 9.501 D 3 = 2.00 N 2 = 1.846660 ν2 = 23.8
R 4 = 26.526 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = 0.80
R 6 = 10.550 D 6 = 1.82 N 3 = 1.802380 ν3 = 40.6
R 7 = 133.792 D 7 = 1.51 N 4 = 1.922860 ν4 = 18.9
R 8 = 14.577 D 8 = 0.48
R 9 = 8.396 D 9 = 2.35 N 5 = 1.487490 ν5 = 70.2
R10 = -9.786 D10 = 可変
R11 = -6.069 D11 = 2.00 N 6 = 1.683780 ν6 = 31.1
R12 = -3.987 D12 = 0.90 N 7 = 1.834807 ν7 = 42.7
R13 = -11.791 D13 = 可変
R14 = ∞ D14 = 2.50 N 8 = 1.516330 ν8 = 64.1
R15 = ∞
焦点距離 7.90 19.49 22.80
可変間隔
D 4 16.03 2.85 1.54
D10 5.74 6.11 6.18
D13 1.87 9.02 11.08
非球面係数
第２面
K=-2.63008e+00 B=1.21282e-03 C=-1.64397e-05 D=3.12136e-07 E=-2.90239e-09
第６面
K=-1.91705e+00 B=-1.12797e-04 C=-2.09017e-06 D=-4.86205e-07 E=1.33694e-08
第１１面
K=0.00000e+00 B=-3.67767e-04 C=-1.46352e-04 D=2.15093e-05 E=-1.46210e-06
（数値実施例４）
f=8.04〜22.80 Fno=2.88〜5.09 2ω＝57.2°〜21.2°
R 1 = 58.708 D 1 = 1.60 N 1 = 1.882997 ν1 = 40.8
R 2 = 6.061 D 2 = 1.45
R 3 = 9.198 D 3 = 2.00 N 2 = 1.805181 ν2 = 25.4
R 4 = 30.260 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = 0.80
R 6 = 10.872 D 6 = 1.82 N 3 = 1.802380 ν3 = 40.6
R 7 = -36.014 D 7 = 1.51 N 4 = 1.846660 ν4 = 23.9
R 8 = 13.203 D 8 = 可変
R 9 = 8.162 D 9 = 2.35 N 5 = 1.487490 ν5 = 70.2
R10 = -9.376 D10 = 可変
R11 = -6.601 D11 = 2.00 N 6 = 1.683780 ν6 = 31.1
R12 = -3.983 D12 = 0.90 N 7 = 1.882997 ν7 = 40.8
R13 = -13.094 D13 = 可変
R14 = ∞ D14 = 2.50 N 8 = 1.516330 ν8 = 64.1
R15 = ∞
焦点距離 8.04 19.40 22.80
可変間隔
D 4 17.44 3.04 1.49
D 8 0.62 0.36 0.29
D10 5.68 6.10 6.23
D13 1.85 8.10 9.84
非球面係数
第２面
K=-2.54963e+00 B=1.21177e-03 C=-1.95420e-05 D=4.86533e-07 E=-5.63819e-09
第６面
K=-2.32550e+00 B=-9.91472e-05 C=-4.78380e-06 D=-4.19265e-07 E=1.01218e-08
f=8.04〜22.80 Fno=2.88〜5.09 2ω＝57.2°〜21.2°
R 1 = 58.708 D 1 = 1.60 N 1 = 1.882997 ν1 = 40.8
R 2 = 6.061 D 2 = 1.45
R 3 = 9.198 D 3 = 2.00 N 2 = 1.805181 ν2 = 25.4
R 4 = 30.260 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = 0.80
R 6 = 10.872 D 6 = 1.82 N 3 = 1.802380 ν3 = 40.6
R 7 = -36.014 D 7 = 1.51 N 4 = 1.846660 ν4 = 23.9
R 8 = 13.203 D 8 = 可変
R 9 = 8.162 D 9 = 2.35 N 5 = 1.487490 ν5 = 70.2
R10 = -9.376 D10 = 可変
R11 = -6.601 D11 = 2.00 N 6 = 1.683780 ν6 = 31.1
R12 = -3.983 D12 = 0.90 N 7 = 1.882997 ν7 = 40.8
R13 = -13.094 D13 = 可変
R14 = ∞ D14 = 2.50 N 8 = 1.516330 ν8 = 64.1
R15 = ∞
焦点距離 8.04 19.40 22.80
可変間隔
D 4 17.44 3.04 1.49
D 8 0.62 0.36 0.29
D10 5.68 6.10 6.23
D13 1.85 8.10 9.84
非球面係数
第２面
K=-2.54963e+00 B=1.21177e-03 C=-1.95420e-05 D=4.86533e-07 E=-5.63819e-09
第６面
K=-2.32550e+00 B=-9.91472e-05 C=-4.78380e-06 D=-4.19265e-07 E=1.01218e-08
（数値実施例５）
f=7.90〜22.80 Fno2.88〜5.36 2ω＝58.2°〜21.8°
R 1 = 87.929 D 1 = 1.60 N 1 = 1.882997 ν1 = 40.8
R 2 = 6.087 D 2 = 1.44
R 3 = 9.451 D 3 = 2.00 N 2 = 1.805181 ν2 = 25.4
R 4 = 36.058 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = 0.80
R 6 = 11.016 D 6 = 1.82 N 3 = 1.802380 ν3 = 40.6
R 7 = -27.412 D 7 = 1.51 N 4 = 1.846660 ν4 = 23.9
R 8 = 14.369 D 8 = 0.71
R 9 = 8.875 D 9 = 2.35 N 5 = 1.487490 ν5 = 70.2
R10 = -8.925 D10 = 可変
R11 = -6.384 D11 = 2.00 N 6 = 1.683780 ν6 = 31.1
R12 = -4.063 D12 = 0.90 N 7 = 1.882997 ν7 = 40.8
R13 = -13.262 D13 = 可変
R14 = 164.676 D14 = 1.00 N 8 = 1.544270 ν8 = 70.6
R15 = -221.430 D15 = 0.50
R16 = ∞ D16 = 2.10 N 9 = 1.516330 ν9 = 64.1
R17 = ∞
焦点距離 7.90 19.51 22.80
可変間隔
D 4 16.28 2.77 1.45
D10 5.85 6.00 6.03
D13 0.91 8.23 10.31
非球面係数
第２面
K=-2.79410e+00 B=1.27480e-03 C=-2.16773e-05 D=4.67321e-07 E=-4.93431e-09
第６面
K=-2.02521e+00 B=-1.55242e-04 C=-4.67749e-06 D=-4.59994e-07 E=1.07536e-08
第１１面
K=0.00000e+00 B=-3.79452e-04 C=-9.23099e-05 D=1.12599e-05 E=-7.53575e-07
f=7.90〜22.80 Fno2.88〜5.36 2ω＝58.2°〜21.8°
R 1 = 87.929 D 1 = 1.60 N 1 = 1.882997 ν1 = 40.8
R 2 = 6.087 D 2 = 1.44
R 3 = 9.451 D 3 = 2.00 N 2 = 1.805181 ν2 = 25.4
R 4 = 36.058 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = 0.80
R 6 = 11.016 D 6 = 1.82 N 3 = 1.802380 ν3 = 40.6
R 7 = -27.412 D 7 = 1.51 N 4 = 1.846660 ν4 = 23.9
R 8 = 14.369 D 8 = 0.71
R 9 = 8.875 D 9 = 2.35 N 5 = 1.487490 ν5 = 70.2
R10 = -8.925 D10 = 可変
R11 = -6.384 D11 = 2.00 N 6 = 1.683780 ν6 = 31.1
R12 = -4.063 D12 = 0.90 N 7 = 1.882997 ν7 = 40.8
R13 = -13.262 D13 = 可変
R14 = 164.676 D14 = 1.00 N 8 = 1.544270 ν8 = 70.6
R15 = -221.430 D15 = 0.50
R16 = ∞ D16 = 2.10 N 9 = 1.516330 ν9 = 64.1
R17 = ∞
焦点距離 7.90 19.51 22.80
可変間隔
D 4 16.28 2.77 1.45
D10 5.85 6.00 6.03
D13 0.91 8.23 10.31
非球面係数
第２面
K=-2.79410e+00 B=1.27480e-03 C=-2.16773e-05 D=4.67321e-07 E=-4.93431e-09
第６面
K=-2.02521e+00 B=-1.55242e-04 C=-4.67749e-06 D=-4.59994e-07 E=1.07536e-08
第１１面
K=0.00000e+00 B=-3.79452e-04 C=-9.23099e-05 D=1.12599e-05 E=-7.53575e-07
次に実施例１〜４のズームレンズを撮影光学系として用いた光学機器の実施例を、図１１を用いて説明する。
図１１は、本発明のズームレンズをデジタルスチルカメラに用いた例である。図１１において、２０はカメラ本体、２１は実施例１〜５で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系、２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）、２３は固体撮像素子２２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリ、２４は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子２２上に形成された被写体像を観察するためのファインダーである。
このように本発明のズームレンズをビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置が実現できる。
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群
ＳＰ 開口絞り
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＭ メリディオナル像面
ΔＳ サジタル像面
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群
ＳＰ 開口絞り
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＭ メリディオナル像面
ΔＳ サジタル像面
Claims (9)
- 物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群をより構成され、又は、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２ａレンズ群と正の屈折力の第２ｂレンズ群より構成され、ズーミングに際して該第２ａレンズ群と第２ｂレンズ群との間隔が変化するように構成された、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群をより構成され、ズーミングに際し前記第１、２、３レンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、
望遠端での前記第２レンズ群の結像倍率をβ２Ｔ、広角端での前記第２レンズ群の結像倍率をβ２Ｗ、望遠端での前記第３レンズ群の結像倍率をβ３Ｔ、広角端での前記第３レンズ群の結像倍率をβ３Ｗ、広角端での全系の焦点距離をｆＷ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、望遠端から広角端までの全ズーム範囲において、
０．４０＜Ｚ３／Ｚ２＜０．８２
−０．６７＜ｆＷ／ｆ３＜−０．５３
−０．９＜ｆ２／ｆ３≦−０．６４４
但し、Ｚ２＝β２Ｔ／β２Ｗ
Ｚ３＝β３Ｔ／β３Ｗ
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 前記第２レンズ群は、正の屈折力の第２ａレンズ群と正の屈折力の第２ｂレンズ群より構成されることを特徴とする請求項１のズームレンズ。
- 前記第２ａレンズ群は正レンズと負レンズの接合レンズより成ることを特徴とする請求項２のズームレンズ。
- 前記第２ｂレンズ群は単レンズより成ることを特徴とする請求項２又は３のズームレンズ。
- 前記第３レンズ群の最も物体側の面の曲率半径をＲ１ａ、最も像側の面の曲率半径をＲ２ｂとするとき、
−４＜（Ｒ１ａ＋Ｒ２ｂ）／（Ｒ１ａ−Ｒ２ｂ）＜０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜４いずれかのズームレンズ。 - 前記第１レンズ群は、非球面負レンズと正レンズよりなることを特徴とする請求項１〜５いずれかのズームレンズ。
- 前記第３レンズ群は接合レンズから成ることを特徴とする請求項１〜６いずれかのズームレンズ。
- 光電変換素子上に像を形成することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載のズームレンズ。
- 請求項１〜８のいずれか１項記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する光電変換素子とを有することを特徴とする撮像装置。
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